(57)【要約】【課題】  排ガスセンサの必要数を減少させて製造コストを低減すると共に、応答性の良い排気空燃比の判定を実現できる多気筒内燃機関を提供する。【解決手段】  排気マニホールド１の各ブランチ３を排気連通路１１により共通の排ガスセンサ１３に接続して、各気筒の排ガスの空燃比を排ガスセンサ１３により検出すると共に、機関の排気ポート１０から排ガスセンサ１３までの距離Ａ１を、排気ポート１０から排気管６に設置した触媒９までの距離Ａ２より短く設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、
各気筒の排気ポートから延出する排気通路に設けられ排ガスを浄化する触媒と、
少なくとも２つ以上の上記排気通路を連通する排気連通路と、
上記排気連通路に設けられる排ガスセンサとを備え、
上記排気ポートから上記排ガスセンサまでの距離を該排気ポートから上記触媒の上流側入口までの距離より短くしたことを特徴とする多気筒内燃機関。
【請求項２】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、
各気筒の排気ポートにそれぞれ連結する排気ポート側排気通路と、
少なくとも２つ以上の排気ポート側排気通路を合流させる排気通路合流部と、
上記排気通路合流部の下流に設けられ排ガスを浄化する触媒と、
上記排気通路合流部の上流に設けられ、上記合流する少なくとも２つ以上の排気ポート側排気通路を連通する排気連通路と、
上記排気連通路に設けられる排ガスセンサと
を備えたことを特徴とする多気筒内燃機関。
【請求項３】
上記排気連通路内の排ガスのガス交換を促進させるガス交換促進手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の多気筒内燃機関。
【請求項４】
上記ガス交換促進手段は、上記排ガスセンサの下流に設けられる冷却空間を備え、排ガスの冷却による体積変化により上記排気連通路内のガス交換を促進することを特徴とする請求項３記載の多気筒内燃機関。
【請求項５】
上記ガス交換促進手段は、上記排ガスセンサを上記内燃機関の吸気系と連通する吸気連通路であり、排圧と吸気圧との圧力差により上記排気連通路内のガス交換を促進することを特徴とする請求項３又は４記載の多気筒内燃機関。
【請求項６】
上記各排気連通路が上記吸気連通路に対して略等間隔で配置されていることを特徴とする請求項５記載の多気筒内燃機関。
【請求項７】
上記ガス交換促進手段は、上記排ガスセンサを上記内燃機関の排気系の上記排気連通路より下流側と連通する排気下流連通路であり、上記排気系の上流と下流との圧力差により上記排気連通路内のガス交換を促進することを特徴とする請求項３又は４記載の多気筒内燃機関。
【請求項８】
上記各排気連通路が上記排気下流連通路に対して略等間隔で配置されていることを特徴とする請求項７記載の多気筒内燃機関。
【請求項９】
上記ガス交換促進手段は、上記排気ポート内での排ガス流線に対して鋭角を形成するように配設された上記排気連通路の流入部であることを特徴とする請求項３記載の多気筒内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多気筒内燃機関に係り、詳しくは排気系に排ガスの空燃比を判定するための排ガスセンサを備えた多気筒内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排ガスを浄化する排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気通路には触媒が設けられている。触媒の性能を十分に発揮させるには触媒に流入する排ガスの空燃比をストイキ近傍に制御する必要があり、係る目的を達成するために触媒の入口近傍にはＯ2センサ等の排ガスセンサが設置され、この排ガスセンサにより判定された排気空燃比に基づいて内燃機関の空燃比を制御している（例えば、特許文献１参照）。尚、特許文献１に開示された多気筒内燃機関では、一対の排気通路の合流部より上流側に個別に触媒を設け、両触媒の入口近傍を連通する連通路に共通の排ガスセンサを設けている。
【特許文献１】特開平１１−２８０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、触媒の入口近傍に排ガスセンサを設けた場合、排ガスセンサより上流にはある程度の大きさの排気系容積が存在することになり、少なくともこの排気系容積に起因する輸送遅れ相当だけは排ガスセンサによる排気空燃比の判定に遅れが生じてしまう。そして、排気空燃比の判定遅れに伴って空燃比制御の応答性が低下するため、触媒への排ガス種の破過をもたらして浄化性能を悪化させるという問題が生じる。又、排ガスセンサによる排気空燃比の判定に応じて内燃機関の空燃比を制御する場合には、排気空燃比の判定遅れにより必然的に空燃比変動（空燃比自励変調）が生じ、判定遅れが大きいと空燃比変動の振幅も大きくなり、リッチ側への振幅増大による燃費悪化やリーン側への振幅増大による燃焼悪化が発生し易くなるという問題がある。
【０００４】
排気空燃比の判定遅れは、例えば排ガスセンサを内燃機関の排気ポートに取付けて、排ガスセンサの上流側の排気系容積を縮小することで改善できるが、複数気筒を有する多気筒内燃機関では各排気ポート毎に排ガスセンサを必要とするため、製造コストが高騰するという別の問題が生じてしまう。
本発明の目的は、排ガスセンサの必要数を減少させて製造コストを低減できると共に、応答性の良い排気空燃比の判定を実現することができる多気筒内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、各気筒の排気ポートから延出する排気通路に設けられ排ガスを浄化する触媒と、少なくとも２つ以上の排気通路を連通する排気連通路と、排気連通路に設けられる排ガスセンサとを備え、排気ポートから排ガスセンサまでの距離を排気ポートから触媒の上流側入口までの距離より短くしたものである。
【０００６】
従って、各気筒の排気ポートから排出された排ガスは排気通路内を流通し、排ガスの一部が排気連通路内に取込まれて排ガスセンサに到達し、排ガスセンサにより各気筒の排ガスの空燃比が順次検出される。
そして、少なくとも２つ以上の排気通路を流通する排ガスが排気連通路を経て共通の排ガスセンサに導かれて空燃比を検出されるため、排ガスセンサの必要数は内燃機関の気筒数（換言すれば、各排気ポート毎に排ガスセンサを設けた場合）より少なくなる。一方、排気ポートから触媒の上流側入口までの距離より排気ポートから排ガスセンサまでの距離が短いため、排気ポートから排出された排ガスが排ガスセンサに到達するまでの輸送遅れが最小限に抑制されて、良好な応答性で空燃比を検出可能となる。
【０００７】
請求項２の発明は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、各気筒の排気ポートにそれぞれ連結する排気ポート側排気通路と、少なくとも２つ以上の排気ポート側排気通路を合流させる排気通路合流部と、排気通路合流部の下流に設けられ排ガスを浄化する触媒と、排気通路合流部の上流に設けられ、合流する少なくとも２つ以上の排気ポート側排気通路を連通する排気連通路と、排気連通路に設けられる排ガスセンサとを備えたものである。
【０００８】
従って、各気筒の排気ポートから排出された排ガスは排気ポート側排気通路内を流通し、排ガスの一部が排気連通路内に取込まれて排ガスセンサに到達し、排ガスセンサにより各気筒の排ガスの空燃比が順次検出される。
そして、少なくとも２つ以上の排気ポート側排気通路を流通する排ガスが排気連通路を経て共通の排ガスセンサに導かれて空燃比を検出されるため、排ガスセンサの必要数は内燃機関の気筒数（換言すれば、各排気ポート毎に排ガスセンサを設けた場合）より少なくなる。一方、排気通路合流部の下流側の触媒に比較して、排ガスセンサは排気通路合流部より上流側の排気連通路に設けられているため、排気ポートから排出された排ガスが排ガスセンサに到達するまでの輸送遅れが最小限に抑制されて、良好な応答性で空燃比を判定可能となる。
【０００９】
好ましい態様として、請求項１，２の多気筒内燃機関において、各気筒の排気通路又は排気ポート側排気通路から排ガスセンサまでの排気連通路の容積を略等しく設定することが望ましい。このように構成すれば、各気筒の排ガスが排気連通路内を流通する際の圧力脈動が等しく影響して均等にガス交換が行われ、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現できる。
【００１０】
又、別の好ましい態様として、請求項１，２の多気筒内燃機関において、排気連通路を内燃機関の排気系に内蔵することが望ましい。このように構成すれば、排気連通路内を流通する排ガスの放熱が抑制されて、排ガスの熱を利用して排ガスセンサの不活性防止及び早期活性化を実現することができる。
請求項３の発明は、請求項１，２において、排気連通路内の排ガスのガス交換を促進させるガス交換促進手段を備えたものである。
【００１１】
従って、ガス交換促進手段により排気連通路内の排ガスのガス交換が促進されるため、排ガスセンサによる空燃比判定の応答性が一層向上する。
請求項４の発明は、請求項３において、ガス交換促進手段として排ガスを冷却する冷却空間を備えているものである。
従って、排ガスセンサを経て冷却空間内に導入された排ガスは温度低下により体積変化（体積縮小）し、この体積変化に伴って冷却空間より上流側の排ガスが冷却空間内に移送されると共に、排気連通路内の排ガスが排ガスセンサ側に移送され、結果として排気連通路内のガス交換が一層促進される。
【００１２】
好ましい態様として、請求項４の多気筒内燃機関において、冷却空間の排ガスの体積変化と排気連通路の容積とが同程度となるように、冷却空間の容積、排気連通路の容積、冷却空間における温度低下率の少なくとも一つ以上を設定することが望ましい。このように構成した場合、冷却空間での排ガスの体積変化に伴って排気連通路内の排ガスのほぼ全量が吸気連通路や排気下流連通路側に移送され、排気連通路内のガス交換を効率的に促進することができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３，４において、ガス交換促進手段が、排ガスセンサを上記内燃機関の吸気系と連通する吸気連通路であり、排圧と吸気圧との圧力差により排気連通路内のガス交換を促進するものである。
従って、排ガスセンサは排気連通路を介して排気系（排気通路、排気ポート側排気通路）と連通する一方、吸気連通路を介して吸気系とも連通し、排圧と吸気圧との圧力差により排気連通路内のガス交換が促進される。
【００１４】
好ましい態様として、請求項５の多気筒内燃機関において、排ガスセンサに対する吸気連通路の接合有効断面積に比較して、排ガスセンサに対する排気連通路の接合有効断面積の総和を大きく設定することが望ましい。
排ガスセンサを流れる排ガス量は排圧と吸気圧との圧力比の増加に応じて増大し、圧力比が臨界比に達して臨界状態となった時点で排ガスの流量増大は制限されるが、上記のように断面積を設定すると、排ガスセンサの出口側（吸気連通路側）がより早期に臨界状態に達し、この箇所で排ガス流量の増大が制限されると共に、この箇所を境界として上流側には排圧が、下流側では吸気圧が作用する。よって、排ガスセンサには大気圧に近い排圧が作用し、排ガスセンサが有する圧力依存の影響を軽減して、排気空燃比の判定精度を向上できる。
【００１５】
又、上記排ガスセンサの圧力依存への対策を実施する必要がない場合には、請求項５の多気筒内燃機関において、排ガスセンサに対する吸気連通路の接合有効断面積に比較して、排ガスセンサに対する排気連通路の接合有効断面積の総和を小さく設定すると共に、各排気連通路の接合有効断面積を相互に略均等に設定することが望ましい。
この場合には、排ガスセンサの入口側（排気連通路側）がより早期に臨界状態に達し、この箇所で排ガス流量の増大が制限されるが、各排気連通路の接合有効断面積が略均等のため、各気筒の排圧変動の影響を受けず各排気連通路から排ガスセンサに流入する排ガス量が略等しくなり、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現できる。
【００１６】
好ましい態様として、請求項５において、吸気連通路が、吸気連通路内を流通する排ガス量を調整可能な開閉バルブを備えているものが望ましい。
このように構成すれば、排気連通路内の排ガスは吸気連通路を経て内燃機関の吸気系に還流されるが、このときの排ガス量を開閉バルブにより調整可能となる。例えばＥＧＲ制御において燃焼限界付近までＥＧＲ量を増大させる運転領域では、吸気連通路を経て還流される排ガスが燃焼悪化の要因となり得るが、このときに開閉バルブの開度を減少又は全閉すれば、吸気連通路を経て吸気系に還流される排ガス量が制限されて燃焼悪化が防止される。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５において、各排気連通路が吸気連通路に対して略等間隔で配置されているものである。
従って、吸気連通路に対して各排気連通路が略等間隔で配置されているため、各排気連通路の排ガスは排ガスセンサを経て吸気連通路にほぼ同一条件で流入し、これにより排ガスセンサの全周が排ガスの空燃比検出に利用されて応答性が向上すると共に、特定気筒の空燃比の影響が強くなる或いは弱くなることが防止されて、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定が実現される。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項３，４において、ガス交換促進手段が、排ガスセンサを内燃機関の排気系の排気連通路より下流側と連通する排気下流連通路であり、排気系の上流と下流との圧力差により排気連通路内のガス交換を促進するものである。
従って、排ガスセンサは排気連通路を介して排気系（排気通路、排気ポート側排気通路）と連通する一方、排気下流連通路を介して排気系のより下流側とも連通し、排気系の上流と下流との圧力差により排気連通路内のガス交換が促進される。
【００１９】
好ましい態様として、請求項７において、排気下流連通路が、排気下流連通路内を流通する排ガス量を調整可能な開閉バルブを備えているものが望ましい。
このように構成すれば、排気連通路内の排ガスは排気下流連通路を経て内燃機関の排気系のより下流側に移送されるが、このときの排ガス量を開閉バルブにより調整可能となる。例えば排気下流連通路を触媒の下流側に接続した場合、冷態始動時には、燃料増量による未燃ガスが排気下流連通路を経て触媒を迂回して排出される現象が生じるが、このときに開閉バルブの開度を減少又は全閉すれば、排気下流連通路内を流通する排ガス量を制限して排ガス悪化を防止可能となる。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項７において、各排気連通路が排気下流連通路に対して略等間隔で配置されているものである。
従って、排気下流連通路に対して各排気連通路が略等間隔で配置されているため、各排気連通路の排ガスは排ガスセンサを経て排気下流連通路にほぼ同一条件で流入し、これにより排ガスセンサの全周が排ガスの空燃比検出に利用されて応答性が向上すると共に、特定気筒の空燃比の影響が強くなる或いは弱くなることが防止されて、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定が実現される。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項３において、ガス交換促進手段を、排気ポート内での排ガス流線に対して鋭角を形成するように配設された排気連通路の流入部としたものである。
従って、排気ポート内での排ガス流線に対して排気連通路の流入部が鋭角を形成することから、燃焼室から排気ポートに排出された排ガスが排出時の運動エネルギにより積極的に排気連通路の流入部に流入し、排気連通路内のガス交換が促進される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように請求項１，２の発明の多気筒内燃機関によれば、排ガスセンサの必要数を減少させて製造コストを低減できると共に、応答性の良い排気空燃比の判定を実現することができる。
請求項３の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項１，２に加えて、排気連通路内の排ガスのガス交換を促進して、排ガスセンサによる空燃比判定の応答性を一層向上させることができる。
【００２３】
請求項４の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項３に加えて、冷却空間による排ガスの体積変化を利用して排気連通路内の排ガスのガス交換を促進することができる。
請求項５の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項３，４に加えて、内燃機関の排圧と吸気圧との圧力差を利用して排気連通路内の排ガスのガス交換を一層促進することができる。
【００２４】
請求項６の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項５に加えて、吸気連通路に対して各排気連通路を略等間隔で配置することで、排ガスセンサの応答性を向上できると共に、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現することができる。
請求項７の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項３，４に加えて、内燃機関の排気系の上流と下流との圧力差を利用して排気連通路内の排ガスのガス交換を促進することができる。
【００２５】
請求項８の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項７に加えて、排気下流連通路に対して各排気連通路を略等間隔で配置することで、排ガスセンサの応答性を向上できると共に、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現することができる。
請求項９の発明の多気筒内燃機関によれば、請求項３に加えて、排ガスの運動エネルギを利用して排気連通路内の排ガスのガス交換を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した多気筒内燃機関の第１実施形態を説明する。
図１は本実施形態の多気筒内燃機関を示す全体構成図であり、本実施形態の内燃機関は直列４気筒機関として構成され、図では機関本体の図示が省略されて排気系のみが示されている。内燃機関のシリンダヘッドの側面には排気マニホールド１（排気通路）の上流側フランジ２が周囲のボルト孔２ａを利用して図示しないボルトにより連結され、上流側フランジ２には各気筒の排気ポート１０と対応するようにブランチ３（排気ポート側排気通路）の上部がそれぞれ溶接されている。＃１，＃４気筒のブランチ３の下流側、＃２，＃３気筒のブランチの下流側はそれぞれ相互に合流して排気通路合流部４を形成し、両排気通路合流部４は下流側フランジ５に対して溶接されている。
【００２７】
排気マニホールド１の下流側フランジ５には排気管６（排気通路）のフランジ７が図示しないボルトにより連結され、フランジ７に溶接された排気管６の上流側は二股状をなして排気マニホールド１の排気通路合流部４とそれぞ連通する一方、排気管６の下流側は排気通路合流部８で合流した後に触媒９に接続され、更に図示しない消音器を経て車両の後部まで延設されている。従って、内燃機関の運転時には、各排気ポート１０から排出された排ガスが排気マニホールド１及び排気管６内で案内されながら順次合流し、その後に触媒９及び消音器を経て外部に排出される。
【００２８】
上記排気マニホールド１の各ブランチ３には、上流側フランジ２に対する溶接箇所の近傍にそれぞれパイプ状をなす排気連通路１１の一端が接続され、各排気連通路１１の他端は１点に集合してセンサ固定ベース１２に対して接続されている。センサ固定ベース１２には排ガスセンサ１３が固定され、排ガスセンサ１３と各排気連通路１１とはセンサ固定ベース１２の内部で相互に連通している。尚、排ガスセンサ１３は、Ｏ2センサ、空燃比センサ、ＮＯxセンサ等の如何なるセンサであってもよい。又、排気連通路１１を排気マニホールド１ではなく図示しない排気ポートに接続するようにしてもよい。
【００２９】
排ガスセンサ１３は車両の搭載されたＥＣＵ（電子制御ユニット）と電気的に接続され、排ガスセンサ１３の出力がＥＣＵに入力される。ＥＣＵは排ガスセンサ１３により判定された排気空燃比に基づいて内燃機関の空燃比制御、例えば空燃比フィードバック制御、燃焼限界制御等のように小さい空燃比変動が要求される空燃比制御を実行する。
各排気連通路１１はそれぞれのブランチ３から上方に延び、略直角に屈曲形成されて＃２−＃３気筒間に位置するセンサ固定ベース１２に向けて延設されており、排気連通路１１の全体が排気マニホールド１の直上に位置している。このようなレイアウトのため、排気ポート１０から排ガスセンサ１３までの排ガス流路に沿った距離Ａ１（排気連通路１１の長さは気筒によって異なるが、長い側の＃１又は＃４気筒であっても）は必要最小限に短縮され、排気ポート１０から触媒９の上流側入口までの距離Ａ２に比較して格段に短くなっている。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態の多気筒内燃機関では、以下のようにして排ガスセンサ１３による排気空燃比の判定が行われる。
内燃機関の運転時において、各排気ポート１０からは＃１−＃３−＃４−＃２の点火順序に従って排ガスが排出されて排気マニホールド１のブランチ３内を流通する。ブランチ３内で排ガスの一部は排気連通路１１内に取り込まれ、主としてガス拡散作用により排気連通路１１を経て排ガスセンサ１３まで到達することから、排ガスセンサ１３は排気連通路１１を経て供給される各気筒の排ガスの空燃比を順次検出することになる。ここで、上記のように排気ポート１０から排ガスセンサ１３までの距離Ａ１が非常に短いため、排気ポートから排出された排ガスが排ガスセンサ１３に到達するまでの輸送遅れは最小限に抑制され、例えば触媒９の上流側入口に排ガスセンサ１３を取付けた一般的なレイアウトに比較して、非常に応答性の良い排気空燃比の判定を実現することができる。
【００３１】
結果として空燃比判定に基づいてＥＣＵにより実行される空燃比制御の応答性も向上するため、触媒９の排ガス種の破過を防止して浄化性能の悪化を未然に回避することができる。又、良好な応答性の空燃比制御により振幅の小さな高速自励変調を実現できることから、リッチ側への振幅増大による燃費悪化やリーン側への振幅増大による燃焼悪化を未然に防止できると共に、図２の特性図に示すように、空燃比の変調周期の短縮化に伴ってＴＨＣとＮＯxとのクロスオーバポイント（ＣＯＰ）の浄化効率を向上することができる。
【００３２】
一方、各気筒から排出される排ガスを排気連通路１１を経て共通の排ガスセンサ１３に導いて空燃比を検出しているため、例えば各気筒の排気ポート１０に個別に排ガスセンサ１３を設置した場合に比較して、排ガスセンサ１３の必要数を減少でき、ひいては内燃機関の製造コストを低減することができる。
更に、図１から明らかなように、各排気連通路１１は相互に直接的に連通することなく何れも排ガスセンサ１３を介して接続されている。この構成によれば、排気連通路１１内で生じている圧力脈動の一部が排ガスセンサ１３により遮断されるため、各気筒の排気干渉を抑制して排気干渉による機関の出力低下を防止することができる。
【００３３】
ところで、上記のように高速自励変調ではＣＯＰの浄化効率を向上できる一方、図２に示すように変調周期の短縮化により所謂ウインド幅が減少する傾向がある。よって、積極的に空燃比を変化させる制御を実施した場合、若しくは何らかの要因により空燃比が目標空燃比からずれた場合には、高速自励変調ではウインドを外れてしまう可能性が高くなる。そこで、所定期間毎にリーンスパイクを実行、或いは排ガスセンサ１３による所定のリッチ判定後にリーンスパイクを実行して、触媒９に対するＨＣパージを行ってもよい。
【００３４】
又、空燃比がウインドを外れたときのＨＣ排出を防止するために、排ガスセンサ１３による空燃比判定に適切な遅れ時間を設定して故意に高速自励変調の周期を延長化してもよい。この場合でも、高速自励変調の周期は任意に設定可能であるため、ＨＣ排出を防止した上で可能な限り自励変調の周期を高めることができ、もって従来の自励変調より良好な空燃比判定の応答性を確保することができる。
【００３５】
尚、本実施形態では各気筒の排気連通路１１を一点に集合させて単一の排ガスセンサ１３に接続したが、気筒数より少ない数の排ガスセンサ１３を設けて、何れかの排ガスセンサ１３に各気筒の排気連通路１１を接続する構成であれば、排気連通路１１のレイアウトや排ガスセンサ１３の数は種々に変更可能である。よって、例えば３気筒分の排気連通路１１を単一の排ガスセンサ１３に接続したり、２気筒分の排気連通路１１を単一の排ガスセンサ１３に接続したりしてもよい。
【００３６】
ところで、本実施形態では上記のように排気連通路１１での排ガスの移送を主にガス拡散作用により行っているため、排気連通路１１内で排ガスのガス交換が今一つ円滑に行われない傾向がある。そこで、以下に排気連通路１１内のガス交換を促進するためのガス交換促進手段を追加した第２〜第５実施形態を説明する。尚、各実施形態の基本的な構成（距離Ａ１，Ａ２の設定等）は第１実施形態と同様であり、相違点は上記ガス交換を促進する構成にあるため、相違点を重点的に説明し、共通する構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略する。
［第２実施形態］
図３は本実施形態の多気筒内燃機関の排気マニホールド１に対する排気連通路１１の接続状態を示す断面図である。本実施形態ではガス交換の促進を目的として、排気連通路１１の先端の流入部２１（ガス交換促進手段）を排ガスが排気連通路１１内に流入し易いように配置している。即ち、第１実施形態の排気連通路１１が排気マニホールド１のブランチ３に対して単に直角に接続されているのに対して、本実施形態では、流入部２１をヘッド側に接近させる方向に排気連通路１１が傾斜して配置されると共に、流入部２１をブランチ３内に突出させて排気ポート１０内の排気弁２２近傍に位置させている。
【００３７】
排気ポート１０内の排気弁２２近傍では、燃焼室２３からの排ガスが図中に矢印で示す排ガス流線Ｌ１に沿って斜め上方に向けて排出されるが、この排ガス流線Ｌ１に対して、排気連通路１１の流入部２１に排ガスが流入されるときの流入線Ｌ２（換言すれば、流入部２１の軸心）は鋭角の挟み角αを形成する。従って、燃焼室２３から排気ポート１０に排出された排ガスは、排出時の運動エネルギにより積極的に排気連通路１１の流入部２１に流入し、更に排気連通路１１内を経て排ガスセンサ１３に到達する。
【００３８】
その結果、主にガス拡散作用により排ガスを移送する第１実施形態に比較すると、各気筒の排ガスは排気連通路１１内を経て円滑に排ガスセンサ１３まで移送されて、排気連通路１１内の排ガスのガス交換が促進されるため、第１実施形態に比較して排ガスセンサ１３による空燃比判定の応答性を一層向上させることができる。
尚、排気マニホールド１に対する排気連通路１１の接続状態は上記実施形態に限ることはなく、例えば図４に示すように構成してもよい。この例では上記と同様に排気連通路１１を傾斜させると共に、排気連通路１１の流入部２１を排気ポート１０内の出口付近に開口させている。排気ポート１０の出口では図中に矢印で示す排ガス流線Ｌ１に沿って排ガスが略水平に流通するが、この排ガス流線Ｌ１に対して流入部２１への流入線Ｌ２は鋭角の挟み角αを形成するため、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
［第３実施形態］
図５は本実施形態の多気筒内燃機関の吸気連通路の接続状態を示す図である。本実施形態ではガス交換の促進を目的として、排ガスセンサ１３を内燃機関の吸気系と接続して排ガスセンサ１３の前後に圧力差を発生させている。即ち、第１実施形態の排ガスセンサ１３には排気連通路１１のみが接続されているのに対して、本実施形態では排気連通路１１に加えて排ガスセンサ１３に１本の吸気連通路３１（ガス交換促進手段）の一端が接続され、吸気連通路３１の他端は吸気マニホールド３２に接続されている。従って、排ガスセンサ１３は排気連通路１１を介して排気マニホールド１の各気筒のブランチ３と連通する一方、吸気連通路３１を介して吸気マニホールド３２に対しても連通している。
【００３９】
そして、排気連通路１１が接続されたブランチ３には排圧（正圧）が作用するのに対して、吸気連通路３１が接続された吸気マニホールド３２には吸気圧（負圧）が発生しているので、排ガスセンサ１３の前後には圧力差が生じる。従って、排気連通路１１内の排ガスは排ガスセンサ１３を経て低圧側の吸気連通路３１へと流通し、結果として各気筒の排ガスが排気連通路１１内を経て円滑に排ガスセンサ１３まで移送されるため、排気連通路１１内の排ガスのガス交換を促進することができる。
【００４０】
ところで、排ガスの流通による閉塞防止のために吸気連通路３１にはある程度の断面積を確保する必要があるため、結果的にガス交換の促進に要する量以上の排ガスが吸気連通路３１を経て吸気マニホールド３２側に還流される傾向がある。従って、ＥＧＲ制御においてＮＯx低減のために燃焼限界付近までＥＧＲ量を増大させている場合には、吸気連通路３１を経て還流される排ガスが燃焼悪化の要因となり得る。そこで、図５に破線で示すように吸気連通路３１に開閉バルブ３３を設けて、上記燃焼悪化の虞がある運転領域では開閉バルブ３３の開度を減少又は全閉し、これにより吸気連通路３１を経て吸気マニホールド３２側に還流される排ガス量を制限して燃焼悪化の防止を図ってもよい。
［第４実施形態］
図６は本実施形態の多気筒内燃機関の排気下流連通路の接続状態を示す図である。本実施形態ではガス交換の促進を目的として、排ガスセンサ１３を排気管６の触媒９の下流側と接続して排ガスセンサ１３の前後に圧力差を発生させている。即ち、第３実施形態の吸気連通路３１に代えて、排ガスセンサ１３には１本の排気下流連通路４１（ガス交換促進手段）の一端が接続され、排気下流連通路４１は排気管６に沿って下流側に延設されて他端を触媒９の下流側に接続されている。
【００４１】
そして、排気連通路１１が接続された排気マニホールド１のブランチ３に比較して、排気下流連通路４１が接続された触媒９の上流側では触媒９の絞り効果等により排圧が増大しているので、排ガスセンサ１３の前後には圧力差が生じる。従って、排気連通路１１内の排ガスは排ガスセンサ１３を経て低圧側の排気下流連通路４１へと流通し、結果として各気筒の排ガスが排気連通路１１内を経て円滑に排ガスセンサ１３まで移送されるため、排気連通路１１内の排ガスのガス交換を促進することができる。
【００４２】
ところで、冷態始動時には、燃料増量による未燃ガスが排気下流連通路４１を経て触媒９を迂回して排出される現象が生じる。そこで、図６に破線で示すように、排気下流連通路４１に上記第３実施形態と同様の開閉バルブ４２を設けて上記冷態始動時等に開閉バルブ４２の開度を減少又は全閉し、排気下流連通路４１内を流通する排ガス量を制限して未燃ガスの排出防止を図ってもよい。
【００４３】
尚、排気下流連通路４１の接続箇所は触媒９の下流側に限らず、触媒９の上流側であってもよい。この場合、排気管６に設けられた既存の絞り部の下流側、或いは圧力差を発生させるために新たに設けた絞り部の下流側に排気下流連通路４１を接続すれば、上記触媒９と同様の絞り効果が得られてガス交換を促進することができる。
［第５実施形態］
図７は本実施形態の多気筒内燃機関の冷却空間の接続状態を示す図である。本実施形態ではガス交換の促進を目的として、第４実施形態で説明した排気下流連通路４１に冷却空間５１（ガス交換促進手段）を設けている。即ち、第４実施形態と同じく排ガスセンサ１３と排気管６の触媒９の下流側とは排気下流連通路４１により接続され、加えて本実施形態では排気下連通路４１の中程に冷却空間５１が設けられている。
【００４４】
従って、排ガスセンサ１３を経た排ガスは排気下流連通路４１内を経て冷却空間５１内に導入されて温度低下により体積変化（体積縮小）し、この体積変化に伴って冷却空間５１より上流側の排気下流連通路４１内の排ガスが冷却空間５１内に移送されると共に、排気連通路１１内の排ガスが排ガスセンサ１３を経て排気下流連通路４１に移送され、結果として冷却空間５１を備えない第４実施形態に比較して排気連通路１１内の排ガスのガス交換を一層促進することができる。
【００４５】
ここで、冷却空間５１により排気連通路１１内のガス交換を効率的に促進させるには、冷却空間５１での排ガスの体積変化に伴って排気連通路１１内の排ガスのほぼ全量を排気下流連通路４１側に移送することが望ましい。このためには、冷却空間５１の排ガスの体積変化と排気連通路１１の容積とが同程度となるように、冷却空間５１の容積、或いは排気連通路１１の容積、或いは冷却空間５１における温度低下率の少なくとも一つ以上を設定すればよい。
【００４６】
尚、上記のように排気下流連通路４１に独立した冷却空間５１を設けることなく、例えば排気下流連通路４１自体、或いは排気下流連通路４１の一部に、例えばフィンや冷却水配路等の冷却装置を設けて冷却空間５１として機能させてもよい。
又、本実施形態では冷却空間５１を排気下流連通路４１に設けたが、第３実施形態で説明した吸気連通路３１に冷却空間５１を設けることもでき、この場合でも冷却空間５１は上記と同様の作用効果を奏してガス交換を一層促進できる。
【００４７】
以上でガス交換促進手段に関する第２〜第５実施形態の説明を終えるが、これらの実施形態以外にも種々の実施形態が考えられ、以下に順次説明する。
［第６実施形態］
本実施形態では、排気連通路１１を排気マニホールド１の外部に設けた第１実施形態に対して排気連通路１１を内蔵している点が相違している。図８は本実施形態の多気筒内燃機関のヘッド側スペーサ部材を示す正面図、図９は同じくマニ側スペーサ部材を示す正面図、図１０は同じく各スペーサ部材の組付状態を示す断面図である。尚、以下の説明では、図１０の左方に相当するシリンダヘッド側をヘッド側と称し、図１０の右方に相当する排気マニホールド側とマニ側と称するものとし、図８，９は各スペーサ部材をヘッド側より見た状態を示している。
【００４８】
ヘッド側スペーサ部材６１及びマニ側スペーサ部材６２は排気マニホールド１の上流側フランジ２（図１に示す）と近似する形状の板状をなし、ヘッド側スペーサ部材６１をヘッド側に、マニ側スペーサ部材６２をマニ側に配置した状態で、シリンダヘッド６３と排気マニホールド１の上流側フランジ２との間に介装されている。両スペーサ部材６１，６２は周囲に貫設されたボルト孔６１ａ，６２ａを利用して排気マニホールド取付用のボルト６４により共締めされて、排気マニホールド１と共にシリンダヘッド６３に固定されており、両スペーサ部材６１，６２に貫設された４つのポート連通孔６５を介して各排気ポート１０（図１に示す）からの排ガスが排気マニホールド１側に流通する。
【００４９】
マニ側スペーサ部材６２のマニ側の面には、＃２気筒と＃３気筒のポート連通孔６５間の若干上方位置に円形状をなすセンサ固定ベース１２が溶接され、センサ固定ベース１２の中央には排ガスセンサ固定用のねじ孔６７が形成されると共に、ねじ孔６７と対応してマニ側スペーサ部材６２には挿入孔６８が貫設されている。マニ側スペーサ部材６２の挿入孔６８と対応してヘッド側スペーサ部材６１のマニ側の面には屈曲路６９の一端が開口し、屈曲路６９は上方に向けて略直角に屈曲形成され、屈曲路６９の他端はねじ孔７０を介してヘッド側スペーサ部材６１の上縁に開口している。
【００５０】
センサ固定ベース１２のねじ孔６７には排ガスセンサ１３が螺合して固定され、排ガスセンサ１３の検出部１３ａは挿入孔６８内及び屈曲路６９内に位置し、検出部１３ａの先端は屈曲路６９内の水平部分のほぼ最奥部まで達している。一方、ヘッド側スペーサ部材６１のねじ孔７０には、上記した第３実施形態の吸気連通路３１、或いは第４実施形態の排気下流連通路４１の一端が接続され、これらの連通路３１，４１を介して内燃機関の吸気マニホールド３２や排気管６の触媒９下流側と連通している。
【００５１】
マニ側スペーサ部材６２のヘッド側の面には、各ポート連通孔６５と挿入孔６８とを接続する４本の直線状の溝７１が形成され、図１０に示すようにマニ側スペーサ部材６２にヘッド側スペーサ部材６１が重ねられた状態では各溝７１がヘッド側スペーサ部材６１により閉塞されて、各排気ポート１０と排ガスセンサ１３とを連通する第１実施形態の排気連通路１１として機能する。
【００５２】
そして、第１実施形態と同様に本実施形態でも、排気ポート１０から排ガスセンサ１３までの距離Ａ１が必要最小限に短縮されて、排気ポート１０から触媒９の上流側入口までの距離Ａ２（図１に示す）に比較して格段に短いため、排気ポート１０から排出された排ガスが排ガスセンサ１３に到達するまでの輸送遅れを最小限に抑制して、極めて良好な応答性で排気空燃比を判定できると共に、各気筒の排ガスを共通の排ガスセンサ１３により検出するため、内燃機関の製造コストを低減することができる。
【００５３】
しかも、排気連通路１１がスペーサ部材６１，６２内に形成され、且つ、スペーサ部材６１，６２がシリンダヘッド６３と排気マニホールド１の上流側フランジ２との間に介装されているため、各排気連通路１１内を流通する排ガスの放熱が抑制される。従って、高い温度を保ったまま排ガスを排ガスセンサ１３に供給でき、排ガスセンサ１３の不活性防止及び早期活性化を実現できるという別の利点も得られる。
【００５４】
尚、このように排気連通路１１内での排ガスの放熱を抑制する構成は上記に限ることはなく、例えば排気連通路１１を排気マニホールド１の外部に設けた第１実施形態において、排気連通路１１を２重管として構成したり排気連通路１１を保温材により覆ったりしても排ガスの放熱が抑制されて、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。又、排ガスの放熱を抑制する代わりに、排ガスセンサ１３をヒータ等により積極的に昇温することで不活性防止及び早期活性化を図ってもよい。
【００５５】
一方、ヘッド側スペーサ部材６１及びマニ側スペーサ部材６２は上記構成に限ることはなく種々に変更可能であり、以下に別例を説明する。
第６実施形態では、ヘッド側スペーサ部材６１に屈曲路を形成して排ガスセンサ１３を吸気連通路３１や排気下流連通路４１と接続したが、第１実施形態と同様に吸気連通路３１や排気下流連通路４１を省略してもよい。この場合には圧力差によるガス交換の促進は期待できないが、排ガスの放熱抑制の作用は上記第６実施形態と同様に得られる。
【００５６】
第６実施形態では、図１０に示すように排ガスセンサ１３の検出部１３ａの先端を屈曲路６９内の水平部分のほぼ最奥部に位置させたが、例えば図１１示すようにヘッド側スペーサ部材６１の板厚を増大させて、排ガスセンサ１３の検出部１３ａの先端が屈曲路６９内の水平部分の中程に留まるように設定してもよい。この場合には図１０とは排ガスセンサ１３の検出部１３ａに対する排ガスの流通状態が異なるため、排ガスセンサ１３の特性等を考慮して何れの配置にするかを選択すればよい。
【００５７】
第６実施形態では、ヘッド側スペーサ部材６１に形成した屈曲路６９を介して排ガスセンサ１３と吸気連通路３１或いは排気下流連通路４１とを連通させたが、排気連通路１１と同様にマニ側スペーサ部材６２に溝７２を形成して屈曲路６９の代替としてもよい。具体的には図１２に示すようにマニ側スペーサ部材６２に排ガスセンサ１３の検出部１３ａから上方に延びる１本の溝７２を形成し、この溝７２をヘッド側スペーサ部材６１により閉塞して通路７３を形成し、通路７３の上部を吸気連通路３１或いは排気下流連通路４１と接続すればよい。マニ側スペーサ部材６２に対する溝７２の加工は屈曲路６９を形成するための加工に比較して格段に容易なため製造コストを低減でき、且つ、屈曲路６９の廃止によりヘッド側スペーサ部材６１の厚みを大幅に減少できるため、ひいては内燃機関の小型化に貢献できるという利点が得られる。
【００５８】
第６実施形態では、シリンダヘッド６３及び排気マニホールド１とは別個の独立した部材としてヘッド側スペーサ部材６１及びマニ側スペーサ部材６２を製作し、これらのスペーサ部材６１，６２に排気連通路１１や排ガスセンサ１３を設けたが、両スペーサ部材６１，６２の何れか一方、又は双方をシリンダヘッド６３や排気マニホールド１に一体化してもよい。図１３はヘッド側スペーサ部材６１をシリンダヘッド６３に一体化し、マニ側スペーサ部材６２を排気マニホールド１に一体化した例を示しており、排気マニホールド１の上流側フランジ２に溝７１を形成して排ガスセンサ１３を固定する一方、排ガスセンサ１３の検出部１３ａと連通するようにシリンダヘッド６３に屈曲路６９を形成している。このように構成すれば両スペーサ部材６１，６２の厚み相当だけ内燃機関を小型化することができる。
【００５９】
ところで、排ガスセンサ１３での各排気連通路１１のガス交換量が不均等なときには、センサ出力に対して特定気筒の空燃比の影響が強くなる或いは弱くなる等の問題を生じて、正確な排気空燃比の判定が期待できなくなる。そこで、以下に各排気連通路１１内の排ガスのガス交換を均等化するための対策を実施した第７，８実施形態を説明する。
［第７実施形態］
図１４は本実施形態の多気筒内燃機関のマニ側スペーサ部材を示す正面図である。本実施形態では、第６実施形態で述べた各排気連通路１１の容積を略等しくすることでガス交換の均等化を図っており、その他の構成は第６実施形態と同様であるため、相違点を重点的に説明する。
【００６０】
マニ側スペーサ部材６２のヘッド側の面には第６実施形態と同様に４本の溝８１，８２が形成され、本実施形態では排ガスセンサ１３から離間している＃１，＃４気筒の溝８１に比較して、排ガスセンサ１３に近接する＃２，＃３気筒の溝８２は同一深さのまま幅広に形成され、より大きな断面積を有している。この設定により、全ての排気連通路１１のポート連通孔６５から挿入孔６８まで容積が略等しくなっている。
【００６１】
このように各排気連通路１１の容積が略等しいため、内部を排ガスが流通する際の圧力脈動が等しく影響して均等にガス交換が行われ、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現できる。
尚、各排気連通路１１の断面積を調整する手法としては、上記溝８１，８２の幅に代えて深さを相違させたり、或いは幅と深さとの両方を相違させてもよい。
【００６２】
ここで、各排気連通路１１の長さによっては内部で圧力脈動の共振が生じる場合があり、圧力脈動の共振は排ガス流量を変動させて排ガスセンサ１３の出力を変動させてしまう。そこで、機関の常用回転域では圧力脈動の共振を発生しないように各排気連通路１１の長さを設定することが望ましい。
［第８実施形態］
図１５は本実施形態の多気筒内燃機関の吸気連通路或いは排気下流連通路に対する各排気連通路の配置状態を示す斜視図である。本実施形態では、吸気連通路３１や排気下流連通路４１に対して各排気連通路１１を等間隔で配置しており、その他の構成は第１実施形態と同様であるため、相違点を重点的に説明する。
【００６３】
排ガスセンサ１３が取付けられたセンサ固定ベース１２には４本の排気連通路１１の一端が接続され、各排気連通路１１はセンサ固定ベース１２を中心として略水平面上で９０°毎に等間隔で配置され、図示はしないが、各排気連通路１１の他端は排気マニホールド１の各気筒のブランチ３に接続されている。センサ固定ベース１２の下面には、上記した第３実施形態の吸気連通路３１、或いは第４実施形態の排気下流連通路４１の一端が接続され、これらの連通路３１，４１の他端は内燃機関の吸気マニホールド３２や排気管６の触媒９下流側と接続されている。
【００６４】
このような各連通路１１，３１，４１の配置により、吸気連通路３１や排気下流連通路４１に対して各排気連通路１１が略等間隔で位置することになり、各排気連通路１１の排ガスは排ガスセンサ１３を経て吸気連通路３１や排気下流連通路４１にほぼ同一条件で流入する。これにより、排ガスセンサ１３の検出部１３ａの全周が空燃比検出に有効に利用されるため応答性が向上すると共に、特定気筒の空燃比の影響が強くなる或いは弱くなることが防止されて、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現できる。
【００６５】
ところで、第３実施形態のように排ガスセンサ１３に吸気連通路３１を接続した場合、排ガスセンサ１３を流れる排ガス量は排圧と吸気圧との圧力比の増加に応じて増大し、圧力比が臨界比に達して臨界状態となった時点で排ガスの流量増大は制限される。この現象を利用して排ガスセンサ１３の出口或いは入口で臨界状態を発生させることで種々の利点が得られ、以下、それぞれの場合を第９，１０実施形態として説明する。
［第９実施形態］
本実施形態では、排ガスセンサ１３が有する圧力依存の影響を軽減する目的で、排ガスセンサ１３の出口側で臨界状態が発生するように、各排気連通路１１及び吸気連通路３１の断面積が設定されている。即ち、排ガスセンサ１３に対する吸気連通路３１の接合有効断面積に比較して、排ガスセンサ１３に対する各排気連通路１１の接合有効断面積の総和が大きく設定されている。
【００６６】
図１６は本実施形態の多気筒内燃機関において排ガス圧力が臨界状態に達したときの排ガスセンサ１３の前後の圧力分布を示す説明図である。上記した断面積の設定により、排ガスの流通時に排圧と吸気圧との圧力比が増加すると、排ガスセンサ１３の入口側（排気連通路１１側）より早期に排ガスセンサ１３の出口側（吸気連通路３１側）が臨界状態に達し、この箇所において排ガス流量の増大が制限される。
【００６７】
このときの排ガスの圧力は排ガスセンサ１３の出口側を境界として上流側は排圧に、下流側は吸気圧になり、排ガスセンサ１３には吸気圧に比較してより大気圧に近い排圧が作用する。一般に排ガスセンサ１３は排ガス圧力に依存して検出特性を変動させる性質を有するが、より大気圧に近い排圧が作用することで圧力依存の影響を軽減できるため、排気空燃比の判定精度を向上させることができる。
［第１０実施形態］
本実施形態は、上記第９実施形態の排ガスセンサ１３の圧力依存への対策を実施する必要がない場合、例えば圧力依存の影響が小さい場合や圧力依存に対してガス圧力補正を実施する場合を想定したものであり、各排気連通路１１から排ガスセンサ１３に流入する排ガス量を均等にする目的で、第９実施形態とは逆に排ガスセンサ１３の入口側で臨界状態が発生するように、各排気連通路１１及び吸気連通路３１の断面積が設定されている。即ち、排ガスセンサ１３に対する吸気連通路３１の接合有効断面積に比較して、各排気連通路１１の接合有効断面積の総和が小さく設定されている。又、本実施形態では各排気連通路１１の接合有効断面積が相互に均等に設定されている。
【００６８】
図１７は本実施形態の多気筒内燃機関において排ガス圧力が臨界状態に達したときの排ガスセンサ１３の前後の圧力分布を示す説明図である。上記した断面積の設定により、排ガスの流通時に排圧と吸気圧との圧力比が増加すると、排ガスセンサ１３の出口側（吸気連通路３１側）より早期に排ガスセンサ１３の入口側（排気連通路１１側）が臨界状態に達し、この箇所において排ガス流量の増大が制限される。
【００６９】
このように排ガスセンサ１３の入口が臨界状態になり、且つ各排気連通路１１の接合有効断面積が均等のため、各排気連通路１１から排ガスセンサ１３に流入する排ガス量が略等しくなり、各気筒の空燃比を均一に反映させた正確な排気空燃比の判定を実現できる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、直列４気筒の内燃機関として具体化したが、多気筒であれば気筒数や気筒配列はこれに限ることはなく任意に変更可能である。
【００７０】
又、上記各実施形態の構成を個別に実施する場合に限定されることはなく、各実施形態の構成を任意に組み合わせて実施可能であり、例えば排ガス流線Ｌ１に対して排気連通路１１の流入部２１を鋭角に配置した第２実施形態の構成と、排気下流連通路４１に冷却空間５１を設けた第５実施形態の構成を組み合わせてもよい。
又、吸気連通路３１を吸気マニホールド３２ではなく、ＥＧＲ下流通路に接続するようにしてもよい。
【００７１】
又、ガス交換が促進できないような圧力差（例えば、吸気管負圧増大、上流排圧低減、下流排圧増大)となった場合は、空燃比判定を索止するようにしてもよい。
又、排ガスセンサ１３の保護カバーに設けられた通気口と当該排ガスセンサ１３に流入する排気連通路１１の連通口との関係を各気筒で均等にすることが好ましい。排ガスセンサ１３に流入する排ガス(検査ガス）の流速が速いと、当該通路口の投影面に当該通気口が多くある場合と少ない場合とで、排ガスセンサ１３の検出部１３ａに到達する検査ガス量にバラツキが生じ空燃比の気筒間バラツキの影響を受け易くなる問題があるが、係る問題を低減することができる。
【００７２】
又、排気連通路１１、吸気連通路３１.排気下流連通路４１の通路断面積は、実施例に示すように各通路において均一である必要はなく、断面積が最小となる部分が通路の一部のみとなるようにしてもよい。各通路は排ガスが通過することから、デボジット付着等により通路断面積が変化し、例えぱ各排気連通路１１の有効断面積が各気筒間で不均一となった場合には空燃比判定に気筒間バラツキが生じ問題があるが、デボジット等は通路内に均一に付着するわけではないため、最小断面積領域を一部分とすることで、最小断面積部にデポジット等が付着する確率を低減させることができる。
【００７３】
これにより、各排気通路の有効断面積が各気簡間で不均一となる確率を低減し、もって空燃比検出の気筒間バラツキに伴う判定精度悪化を抑制することができる。
又、各排気連通路により導入された排ガスが排ガスセンサ１３部の空間で混合され、当該混合された排ガスを排ガスセンサ１３により判定するようにしてもよく、混含されずに各気筒の空燃比を個別に判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１実施形態の多気筒内燃機関を示す全体構成図である。
【図２】空燃比の変調周期とＣＰＯの浄化効率及びウインド幅との関係を示す特性図である。
【図３】第２実施形態の多気筒内燃機関の排気マニホールドに対する排気連通路の接続状態を示す断面図である。
【図４】同じく排気連通路の接続状態の別例を示す断面図である。
【図５】第３実施形態の多気筒内燃機関の吸気連通路の接続状態を示す図である。
【図６】第４実施形態の多気筒内燃機関の排気下流連通路の接続状態を示す図である。
【図７】第５実施形態の多気筒内燃機関の冷却空間の接続状態を示す図である。
【図８】第６実施形態の多気筒内燃機関のヘッド側スペーサ部材を示す正面図である。
【図９】同じくマニ側スペーサ部材を示す正面図である。
【図１０】同じく各スペーサ部材の組付状態を示す断面図である。
【図１１】ヘッド側スペーサ部材の板厚を増大した別例を示す断面図である。
【図１２】屈曲路に代えてマニ側スペーサ部材に溝を形成した別例を示す断面図である。
【図１３】スペーサ部材を省略した別例を示す断面図である。
【図１４】第７実施形態の多気筒内燃機関のマニ側スペーサ部材を示す正面図である。
【図１５】第８実施形態の多気筒内燃機関の吸気連通路或いは排気下流連通路に対する各排気連通路の配置状態を示す斜視図である。
【図１６】第９実施形態の多気筒内燃機関において排ガス圧力が臨界状態に達したときの排ガスセンサの前後の圧力分布を示す説明図である。
【図１７】第１０実施形態の多気筒内燃機関において排ガス圧力が臨界状態に達したときの排ガスセンサの前後の圧力分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１          排気マニホールド（排気通路）
３          ブランチ（排気ポート側排気通路）
４，８      排気通路合流部
６          排気管（排気通路）
９          触媒
１０        排気ポート
１１        排気連通路
１３        排ガスセンサ
２１        流入部（ガス交換促進手段）
３１        吸気連通路（ガス交換促進手段）
３３，４２  開閉バルブ
４１        排気下流連通路（ガス交換促進手段）
５１        冷却空間（ガス交換促進手段）
【図１】
2006017081.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006017081.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006017081.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006017081.tif 000009
【図８】
2006017081.tif 000010
【図９】
2006017081.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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